DE102010060994A1 - Clamping assembly for air springs, has air spring bellows with tubular end portion, air spring cover and clamping ring, where clamping ring is pressed by electromagnetic pulse formation against air spring bellows and air spring cover - Google Patents

Clamping assembly for air springs, has air spring bellows with tubular end portion, air spring cover and clamping ring, where clamping ring is pressed by electromagnetic pulse formation against air spring bellows and air spring cover Download PDF

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Dr. Reck Siegfried
Reinhard Stahmer
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/0454—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall characterised by the assembling method or by the mounting arrangement, e.g. mounting of the membrane

Abstract

The clamping assembly has an air spring bellows (4) with a tubular end portion, an air spring cover (5) and a clamping ring (3). The clamping ring is pressed by an electromagnetic pulse formation against the air spring bellows and the air spring cover. An excitation coil (1) and a current source (2) are provided for electromagnetic pulse forming of the clamping rings.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmanordnung für Luftfedern, aufweisend

  • – einen Luftfederbalg mit mindestens einem schlauchförmigen Endbereich,
  • – mindestens einen Luftfederdeckel und
  • – mindestens einen Spannring.
The invention relates to a clamping arrangement for air springs, comprising
  • An air spring bellows with at least one tubular end region,
  • - At least one air spring cover and
  • - At least one clamping ring.

Luftfedern der genannten Art sind an sich bekannt und beispielsweise bei der Federung von Sitzen oder Fahrerhäusern von Nutzfahrzeugen im Einsatz. Das schlauchförmige Ende des Luftfederbalges ist bei derartigen Luftfedern mittels des Spannringes auf dem Luftfederdeckel luftdicht befestigt.Air springs of the type mentioned are known per se and, for example, in the suspension of seats or cabs of commercial vehicles in use. The tubular end of the air spring bellows is air-tightly secured in such air springs by means of the clamping ring on the air spring cover.

Die Befestigung ist dabei meist dadurch realisiert, dass der Spannring durch eine radiale plastische Umformung von außen gegen den Luftfederbalg pressbar ist und dadurch der Luftfederbalg auf einer Klemmkontur des Luftfederdeckels festspannbar ist.The attachment is usually realized by the fact that the clamping ring can be pressed by a radial plastic deformation from the outside against the air spring bellows and thereby the air bag is clamped on a clamping contour of the air spring cover.

In der EP 0 515 696 ist eine derartige Luftfeder offenbart.In the EP 0 515 696 is such an air spring disclosed.

Üblicherweise sind die Spannringe durch segmentierte Werkzeuge radial zusammenpressbar, wobei durch die Segmentierung der Werkzeuge am Spannring Bereiche mit höherer Anpresskraft abwechselnd mit Bereichen geringerer Presskraft angeordnet sind. Dadurch sind einerseits Undichtigkeiten in den Bereichen mit geringerem Anpressdruck möglich, andererseits besteht die Gefahr, dass der Luftfederbalg in den Bereichen mit höherem Anpressdruck beschädigt wird.Usually, the clamping rings are radially compressible by segmented tools, which are arranged by the segmentation of the tools on the clamping ring areas with higher contact force alternately with areas of lower pressing force. As a result, on the one hand leaks in the areas with less contact pressure possible, on the other hand, there is a risk that the air bag is damaged in the areas with higher contact pressure.

In der DE 10 2005 032 A1 ist eine gattungsgemäße Luftfeder offenbart, bei der die Dichtheit durch zusätzliche elastomere Dichtkörper verbessert werden soll.In the DE 10 2005 032 A1 is a generic air spring disclosed in which the tightness to be improved by additional elastomeric sealing body.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmanordnung für Luftfedern zu schaffen, die eine hohe Luftdichtigkeit ohne zusätzliche Dichtkörper ermöglicht und dabei die Gefahr der Zerstörung des Luftfederbalges durch ungleichmäßigen Anpressdruck zu minimieren.The invention has for its object to provide a clamping arrangement for air springs, which allows a high air-tightness without additional sealing body while minimizing the risk of destruction of the air spring bellows by uneven contact pressure.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der zu verpressende Spannring mittels elektromagnetischer Pulsumformung gegen den Luftfederbalg und den Luftfederdeckel verpressbar ist.This object is achieved in that the clamping ring to be pressed by means of electromagnetic pulse deformation against the air spring bellows and the air spring cover is compressible.

Derartig umgeformte Spannringe haben den Vorteil, dass sie durch den Wegfall der Segmentierung der Umformwerkzeuge eine über den Umfang gleichmäßige, radiale Verformung aufweisen. Daher ist auch der Anpressdruck auf dem Umfang der Luftfederbälge sehr gleichmäßig, so dass nennenswerten Unterschiede im Anpressdruck nicht mehr auftreten.Such deformed clamping rings have the advantage that they have a uniform over the circumference, radial deformation by eliminating the segmentation of the forming tools. Therefore, the contact pressure on the circumference of the bellows is very uniform, so that significant differences in contact pressure no longer occur.

Das Maß der Formänderung lässt sich über die Stärke und den zeitlichen Verlauf des Magnetfeldes bei der Umformung in weiten Grenzen einstellen. Daher ist die Gefahr zu hohen Anpressdruckes und damit der Beschädigung der Luftfederbälge minimiert. Außerdem dauert die Umformung nur wenige Bruchteile von Sekunden. Die Richtung des Magnetfeldes bestimmt dabei, ob der Spannring im Durchmesser verringerbar oder vergrößerbar ist. Daher sind auch Verspannungen von Innen nach Außen möglich.The degree of change in shape can be adjusted over the strength and the time course of the magnetic field during the forming within wide limits. Therefore, the risk of high contact pressure and thus the damage of the bellows is minimized. In addition, the conversion takes only a few fractions of seconds. The direction of the magnetic field determines whether the clamping ring in diameter can be reduced or increased. Therefore, tensions are also possible from inside to outside.

Die elektromagnetische Umformung erfolgt berührungslos. Daher ist eine Oberflächenbeschädigung durch Umformwerkzeuge nicht zu erwarten. Es können daher auch oberflächenbeschichtete Spannringe mit empfindlichen Schichten verwendet werden.The electromagnetic transformation takes place without contact. Therefore, a surface damage caused by forming tools is not expected. It is therefore also possible to use surface-coated clamping rings with sensitive layers.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigtWith reference to the drawing, an example of the invention will be explained in more detail below. It shows

1 eine prinzipielle Darstellung einer Werkzeuganordnung zur elektromagnetischen Umformung mit einem Spannring in der Draufsicht und 1 a schematic representation of a tool assembly for electromagnetic forming with a clamping ring in plan view and

2 einen mit elektromagnetischer Pulsumformung umgeformten Spannring an einer Luftfeder in einer prinzipiellen Darstellung in Draufsicht. 2 a deformed with electromagnetic pulse deformation clamping ring on an air spring in a schematic representation in plan view.

Die in der 1 dargestellte Werkzeuganordnung zur elektromagnetischen Pulsumformung von Spannringen weist eine Erregerspule 1 und eine Stromquelle 2 auf. Die Erregerspule 1 umfasst einen metallischen Spannring 3 nahezu vollständig. Der Spannring 3 ist um ein schlauchförmiges Ende eines Luftfederbalges 4 herum angeordnet, wobei dieses Ende des Luftfederbalges 4 auf einen Luftfederdeckel 5 aufgesteckt ist.The in the 1 shown tool assembly for electromagnetic pulse deformation of clamping rings has an excitation coil 1 and a power source 2 on. The exciter coil 1 includes a metallic clamping ring 3 almost complete. The clamping ring 3 is a tubular end of a bellows 4 arranged around, with this end of the bellows 4 on an air spring cover 5 is plugged.

Mittels der Stromquelle 2 ist in der Erregerspule 1 ein gepulster Erregerstrom erzeugbar, der hier durch einen Pfeil 6 symbolisiert ist. In der Erregerspule 1 ist durch den gepulsten Erregerstrom 6 ein ebenfalls gepulstes Magnetfeld 7 erzeugbar, welches nicht sichtbar ist, hier aber durch ein Vektorsymbol 7 gekennzeichnet ist. Das Vektorsymbol 7 zeigt, dass das Magnetfeld 7 senkrecht zur Rotationssymmetrieachse der Erregerspule 1 und des Spannrings 3 ausgerichtet ist. Im Spannring 3 ist durch das Magnetfeld 7 ein Sekundärstrom 8 erzeugbar, der gemäß dem physikalischen Induktionsgesetz in seiner Flussrichtung dem Erregerstrom 6 entgegengesetzt ist. Aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem induzierten Sekundärstrom 8 und dem Magnetfeld 7 ist in dem Spannring 3 eine radial auf die Rotationssymmetrieachse des Spannrings 3 gerichtete Kraft 9 erzeugbar. Durch die durch diese Kraft 9 im Spannring 3 auftretenden radialen und tangentialen Spannungen ist bei der Überschreitung der Fließgrenze des Spannringmaterials eine plastische radiale Verkleinerung des Spannringdurchmessers erreichbar.By means of the power source 2 is in the exciter coil 1 a pulsed excitation current generated here by an arrow 6 is symbolized. In the exciter coil 1 is due to the pulsed excitation current 6 a likewise pulsed magnetic field 7 producible, which is not visible, but here by a vector symbol 7 is marked. The vector symbol 7 shows that the magnetic field 7 perpendicular to the rotational symmetry axis of the exciter coil 1 and the clamping ring 3 is aligned. In the clamping ring 3 is through the magnetic field 7 a secondary current 8th can be generated according to the law of physical induction in its flow direction of the excitation current 6 is opposite. Due to the interaction between the induced secondary current 8th and the magnetic field 7 is in the clamping ring 3 a radial to the rotational symmetry axis of the clamping ring 3 directed force 9 produced. By the force of this 9 in the clamping ring 3 occurring radial and tangential stresses in the exceeding of the yield point of the clamping ring material, a plastic radial reduction of the clamping ring diameter can be achieved.

Aufgrund der radialsymmetrischen Verteilung der mechanischen Spannungen im Spannring 3 ist die plastische radiale Verformung des Spannringes 3 sehr gleichmäßig realisierbar.Due to the radial symmetric distribution of the mechanical stresses in the clamping ring 3 is the plastic radial deformation of the clamping ring 3 very evenly realized.

In 2 ist eine erfindungsgemäße Klemmanordnung in einer Draufsicht prinzipiell dargestellt. Der mittels elektromagnetischer Pulsumformung im Durchmesser reduzierte Spannring 3 liegt um das schlauchförmige Ende des Luftfederbalges 4 herum an diesem an. Der Luftfederbalg 4 ist durch den im Durchmesser reduzierten Spannring 3 an den Luftfederdeckel 5 angepresst.In 2 a clamping arrangement according to the invention is shown in principle in a plan view. The reduced by means of electromagnetic pulse deformation in diameter clamping ring 3 lies around the tubular end of the Luftfederbalges 4 around at this. The air bag 4 is due to the reduced diameter clamping ring 3 on the air spring cover 5 pressed.

Da der Spannring 3 sehr gleichmäßig umgeformt ist, liegt er sehr gleichmäßig auf dem Luftfederbalg 4 auf. Die Klemmung des Luftfederbalges 4 auf dem Luftfederdeckel 5 ist daher ohne nennenswerte Differenzen der Anpresskraft an den Luftfederdeckel 5 realisierbar.Because the clamping ring 3 is very evenly formed, it is very evenly on the air bag 4 on. The clamping of the air spring bellows 4 on the air spring cover 5 is therefore without significant differences in the contact pressure on the air spring cover 5 realizable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Erregerspuleexcitation coil
22
Stromquellepower source
33
Spannringclamping ring
44
Luftfederbalgsuspension bellows
55
LuftfederdeckelAir spring cover
66
Erregerstromexcitation current
77
Magnetfeld/MagnetfeldvektorMagnetic field / magnetic field vector
88th
Sekundärstrom im Spannring 3 Secondary current in the clamping ring 3
99
radiale Kraftradial force

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0515696 [0004] EP 0515696 [0004]
  • DE 102005032 A1 [0006] DE 102005032 A1 [0006]

Claims (1)

Klemmanordnung für Luftfedern (4), aufweisend – einen Luftfederbalg (4) mit mindestens einem schlauchförmigen Endbereich, – mindestens einen Luftfederdeckel (5) und – mindestens einen Spannring (3), dadurch gekennzeichnet, dass der zu verpressende Spannring (3) mittels elektromagnetischer Pulsumformung gegen den Luftfederbalg (4) und den Luftfederdeckel (5) verpressbar ist.Clamping arrangement for air springs ( 4 ), comprising - an air spring bellows ( 4 ) with at least one tubular end region, - at least one air spring cover ( 5 ) and - at least one clamping ring ( 3 ), characterized in that the clamping ring to be pressed ( 3 ) by means of electromagnetic pulse deformation against the air spring bellows ( 4 ) and the air spring cover ( 5 ) is compressible.
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